焊接防濺液和鋁對(duì)低合金鋼焊縫的影響
發(fā)布時(shí)間： 2013-4-3 15:53:00
含鋁量對(duì)焊縫組織的影響
蓋面焊縫組織變化。蓋面焊縫的顯微組織主要由先共析鐵素體、含二次相的鐵素體和針狀鐵素體組成。隨著焊接防濺液焊縫含鋁量增加，先共析鐵素體量基本保持不變；針狀鐵素體量在鋁小于100x10-6以前逐漸減少，然后逐漸增加，當(dāng)鋁超過(guò)200x10-6后又逐漸減少；而含二次相的鐵素體量的變化正好與針狀鐵素體量變化相反，在含鋁量為200x10-6量最少。含二次相的鐵素體的S焊條中尤為明顯，并且針狀鐵素體板條和二次相已發(fā)生粗化。二次相為M-A和滲碳體，其形態(tài)與含鋁量無(wú)關(guān)。
粗晶區(qū)組織變化。蓋面焊接防濺液焊縫下方的粗晶區(qū)組織與焊態(tài)柱狀晶區(qū)組織相似。在含鋁量為610x10-6時(shí)，原始奧氏體晶界出現(xiàn)鐵素體組織，晶內(nèi)的細(xì)針狀組織約50%被鐵素體成排二次相所取代。
細(xì)晶區(qū)組織變化。晶粒尺寸測(cè)量結(jié)果表明，在鋁含量≤300x10-6以前晶粒不斷變化，其后晶粒稍有粗化。
非金屬夾雜物變化。對(duì)6種焊縫金屬測(cè)定了夾雜物的成分和平均三維微粒直徑。MnO和SiO2逐漸被Al2O3取代，脫氧產(chǎn)物中Si與Mn的比例相對(duì)要高得多。在無(wú)鋁焊縫中存在純SO2夾雜物，另外的大多數(shù)微粒含有硫和銅。由測(cè)定的夾雜物尺寸分布頻率可知，平均三維微粒直徑實(shí)際上與焊接防濺液焊縫金屬含鋁量無(wú)關(guān)，平均微粒長(zhǎng)度比(約1.2)也可與含鋁量無(wú)關(guān)。
含鋁量對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響
對(duì)硬度的影響。蓋面焊縫的硬度，除了含鋁量最小與最大時(shí)有少量下降外，在含鋁量(100-500)x10-6范圍內(nèi)隨著含鋁量的增加而提高。含鋁量最小時(shí)硬度的下降可能由散度引起。
對(duì)拉伸性能的影響。焊接防濺液焊縫金屬的強(qiáng)度通常隨含鋁量的增加而呈非線性增加，但增加量很小，且?guī)缀跖c顯微組織和C、Mn、Si的變化無(wú)關(guān)。焊后消除應(yīng)力后可使強(qiáng)度值下降，尤其是屈服強(qiáng)度下降更多，可能是由于缺少Nb、V等碳化物形成元素。
對(duì)沖擊性能的影響。無(wú)鋁時(shí)得到最低的沖擊轉(zhuǎn)變溫度；增加鋁，缺口韌性迅速升高；當(dāng)鋁超過(guò)80x10-6時(shí)韌性又開始下降。焊接防濺液焊后消除應(yīng)力處理對(duì)韌性是有益的，其韌性變化情況與焊態(tài)的相同。100J時(shí)的試驗(yàn)溫度橫向移動(dòng)范圍在-8到-15℃之間變化。
綜上所述，在焊條藥皮中增加鋁粉后將會(huì)發(fā)生下列變化：焊態(tài)焊縫的針狀鐵素體量在鋁小于100x10-6后又逐漸減少；含二次相的鐵素體量的變化正好與此相反；MnO和Si2O非金屬夾雜物逐漸被Al2O3取代；焊縫金屬的硬度、焊接防濺液、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均稍有提高；含鋁量為0時(shí)焊縫韌性最佳，增加鋁后韌性下降，含鋁量為(80-350)x10-6時(shí)韌性有適度恢復(fù)。
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本文參考《焊接材料手冊(cè)》一書。
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